福州船政局的建造计划清政府是批准了，但选择建厂造船地址是制订计划的第一件大事。后来，马尾被选为福州船政局的建厂地址。
马尾处在福州东南20公里、罗星塔北15公里的马限山脚下，马江北面，是福州府下闽侯县辖中歧乡的一块依山临水的小平地。闽江由此入海只有40公里，江面宽阔，水流量大，万吨火轮可溯江而上，但从海口五虎门而上，沿途多岛屿滩头，如金牌、壶江、闽安、罗星塔等处，形势险要。中间港汊旁通长乐、福清、连江等县，重山环抱，层层锁钥。当潮水上涨，海口以上岛屿皆浮；潮水退后，洲渚礁沙，萦回毕露，成为沿江和省城的天然屏障。马尾临近的罗星塔居白龙江、乌龙江、闽江汇合处右岸，是宋朝时所修的一座高达30米的石塔，气势磅礴，雄伟壮观，是闽江从海口到省城福州的咽喉。
1866年8月19日，左宗棠经过实地务勘，认为这里“土实水清，深可二十丈，潮上倍之，堪设船槽、铁厂、船厂及安置中外工匠之所”。随后，德克碑到福州，疑虑土质是否游泥所积，左宗棠又令人掘土看验，结果是：“泥多沙少，色清质腻”。
选择马尾设厂造船，同时也得到了不少人的赞同。
日意格在谈到马尾设厂造船的好处时，更是具体地列举了以下八条：一、福州海口多山，军事上易于设防；二、地方与省府很近，容易使高级官吏对船政发生兴趣，也容易得到他们的赞助；三、附近有海关，经费较易筹措；四、海口水位较深，凡吃水6.69～7.01米的火轮船皆可进口；五、福州附近有铁矿，开发后，工厂所需钢铁可以就近取给；六、台湾产煤，便于炼铁；七、福州生活水平低，工资较贱；八、左宗棠为闽浙总督，便于自己“监督照顾”。
总而言之，从设厂造船所必备的地理、地势、原料、燃料和人力资源，以及它在政治、军事、经济等方面的重要性来看，左宗棠将马尾选为福州船政局的厂址，是十分正确的决策。
制订计划是设厂造船的关键问题，是更为重要的大事。
左宗棠与日意格就设厂、制造、购器、雇匠、驾驶、经费和进程等一系列问题，“由粗而精，由哲而久，尽轮船之长，并通制器之利。”作了多次详细、周密的研究，拟订了《船政事宜》十条这一具体计划。
《船政事宜》十条是福州船政局设厂造船的总纲。它的主要内容是：购买外国机器设备，雇聘外国技术人员，在福州修建铁厂、船槽、船厂、学堂、办公楼、住宅；在铁厂开工后的5年内，用银300余万两，教会中国员匠学会造船和驾船，制造大小轮船16艘。日意格将此归纳为五项：一、兴建工厂与船厂，以修造船舶，并制造船舶所需的各种机器；二、建立学堂，以训练造船制器的工匠，并训练驾驶人员；三、雇用外国匠工造船制器，并教导中国工匠、匠首及艺童；四、修建拉拔式船槽一座，以修理船舶；五、兴建铁厂一座，能将本省所产的铁以及在中国所能获取的废铁，熔炼并制成铁条铁板。
从以上计划来看，这个设在福州马尾，占地三百四十多亩的船政局，是由清政府派船政大臣，下设提调等人进行管理；经费不仅开办费由闽海关拨用，而且随后的常年经费每月五万两也由闽海关按月拨充；所造轮船，都一律照外洋的兵船式样，建成后拨给沿海各地，以加强海防，不是作为商品投入市场。福州船政局是一个规模大、设备较好的具有资本主义性质的近代军用造船企业，而且是属于国家资本主义性质的近代军用造船企业。
当日意格在其承担的建厂、驾驶、购器、雇匠等任务的计划上签字后，左宗棠又派员随日意格去上海，让法国驻上海领事对日意格承担各事画押具保。
10月初，德克碑到福州，对日意格订立的计划没有异议，乃于10月下旬去上海，与日意格去见法国驻上海总领事白罗尼，以便取得法国政府的认可。
德克碑原在接受左宗棠让其筹议开设铁厂、船厂、制造轮船并教成中国员匠自行监造、驾驶等事的任务后，即于1865年3月回到法国，当面就此事向法国政府报告。法国政府对德克碑愿报效中国，也十分甚喜悦，并准假让他来中国开厂造船，教导监造、驾驶事务，须教中国员匠技艺精娴，力图报效。并表示将知照驻京公使照料德克碑等人办理。依此看来，左宗棠让日意格、德克碑去上海见法国领事印押担保应无问题。
但是，法国政府一因内部意见未趋一致，二因而临英法争夺，怕担风险，因而，不愿贸然承担印画具保责任。法国驻上海总领事白罗尼对日意格等要求法国政府对承担建厂造船“应允照应保全”时，既不公开拒绝，又不应允所求，只说：“此事左宗棠与日、德自然会议定办，想此受托承办之事，如同交易之常情，本国亦不能过问，更无允许保全之条例。”法国驻华公使伯洛内亦认为，白罗尼所说“皆按情理”，法国因“有定制之限，不能照管”。因此，他建议将此事待海关总税务司赫德回京，与他商明之后，再作道理。
1866年10月6日，总理衙门根据设厂造船，“中国既可收自强之效，外族办可免觊觎之心”，写信给左宗棠说，“无论如何为难，总期志在必信，行则必成。”总理衙门没有因伯洛内、贾禄等洋人的说三道四而畏缩，反而增强了设厂造船的决心。信里极力称赞左宗棠：
砥柱中流，留心时事，以自强莫先于海防，以海防莫要于造船，将来举办成功，实足以震慑中外。
法国既有此论，中国尤应极力讲求，不致因外国稍有阻挠，致形松懈，宜熟商办法，妥定常章，并严其考察，课其成功，以期饷不虚糜，功归实用。
1866年10月14日，正当左宗棠为船厂的人事问题反复思虑之时，他突然接到了清政府的谕旨，将他调任陕甘总督，并且催促他赶快赴任。因此，谁接管船政更是关系设厂造船成败的大事。当天，福建官绅各界知他西行，“皇皇如失所恃”。他们认为：“创造轮船一事，关系甚巨，非常之功，非他人任”，而左宗棠设厂造船于时于地于人，非其他大员所能承担此重任。担心左宗棠即刻西行，造成若不是他“则费不能支而事终于废”，如此，“四裔所笑，天下寒心”。因此，前江西巡抚沈葆桢等百余名官绅联名写信，要求左宗棠暂住福州，待外国工匠毕集，创造一有头绪，再移节西征。
另外有一件事令左宗棠感到忧心，必须妥善处理。这就是夫人周诒端和张氏，还有孩子，包括养女小芳，来福州才半年，此次他奉命西行前，先要遣家眷回老家。他既想将他的诤友、老乡、亲信虞绍南留下，又想让虞绍南替他送家眷，左右为难。虞绍南自忖不是干这么大的洋工程的材料，有畏难情绪。左宗棠最为焦虑的事，便是谁能接替他的工作，挑起船政重任呢？
于是，有人向左宗棠举荐沈保桢。左宗棠想起来了，当初沈在江西当过巡抚，不假，是个英才，怎么就没想到呢！他顿时转忧为喜。
沈葆桢（1820-1879），字幼丹，福建侯官人。道光二十七年（1847年）进士。沈葆桢是林则徐的女婿，虽说也是靠镇压太平军起家，但思想并不保守。他早年跟随曾国藩，而且他对曾国藩也并非一味盲从，并逐渐不满于曾氏，想辞去职务，但多次提出辞呈都没有获准。1864年，他因丁母忧获假回到福建，在家不问政事。
1866年10月31日，左宗棠密奏清廷，特推荐他为总理船政大臣，并享有专折奏事的权力。在奏折中，左宗棠对派沈葆桢总理船政作了十分全面的论述。
为此，左宗棠一方面请求稍留段时间，以待此局之定，另一方面更感选择接办继任人员事关设厂造船的成败。
清政府在调左宗棠任陕甘总督时，原拟将福州船政局交由新任闽浙总督吴棠兼管。而左宗棠请派重臣总理船政一折到达北京以后，清廷在11月19日（十月十三日）的谕令中改变了原来的考虑。这个谕令称赞左宗棠：
以轮船势在必行，不以去闽在迩遽行搁置，实属沈毅有为，能见其大。
同意左宗棠“将设局造船事宜办有眉目，再行交卸起程”以及其他建议。在肯定沈葆桢“办事素来认真”后说，“所有船政事务，即着该前抚总司其事，并准专折奏事，先刻木质关防印用，以昭信守”。
左宗棠为了让沈葆桢到任后能顺利工作，在劝说与奏请沈葆桢出任船政大臣的同时，还帮他物色了一批具有洋务专长的人做他的助手，其中有署藩司周开锡、道员胡光墉等。
沈葆桢在左宗棠的劝说与“激将”下，终于以船政为重，同意左宗棠最后提出的意见，接办船政。
沈葆桢最终挑起了经办福州船政局的重担，就是为了继承舅父和岳父的夙愿和遗志。
对于胡光墉，左宗棠不仅说他才长心细，熟谙洋务，为船局断不可少之人，且为洋人所素信。并且向清政府表示：“倘臣所举非人，致有贻误，仍请将臣交部严加议处。”此外，又就自己所知闽浙官绅中有益于船政的人员，向沈葆桢推荐，以供差遣。
1866年12月3日，清政府同意左宗棠与沈葆桢磋商的办法，重申由沈葆桢担任船政大臣外，并指令闽省设厂制造轮船一切应办事宜，均着英桂、左宗棠、吴棠、徐宗干与沈葆桢随时会商办理；沈葆桢在未释服以前，遇有应行陈奏事件，由沈葆桢知会该督抚代为具奏；一待服阕，仍着会同该督抚联衔奏事，以重事权。
左宗棠在忙着竭力奏请沈葆桢出任船政大臣的同时，也没有放松设厂造船计划的进行。
左宗棠在与日意格、德克碑制定设厂造船计划时，还坚持了几个值得称道的原则和精神：
1.造船与驾船并重的全局观念。左宗棠在规划这个企业时，既考虑了造船所需船厂有铸铁、打铁、模子、水缸、轮机5个厂，后增至13个厂，又设立了为造船制造轮机等件的铁厂和供修建船舶的船槽，还有为造船培养人才的船政学堂，使整个造船由制件、造船、维修到学造船，构成一个完整的体系。
2.造船、驾船“所重在学”的长远观点。左宗棠在制订计划时，特别重视掌握技术，注重教育，培养人才。为此，他在设立船厂、铁厂时，专门设立“求是堂艺局”，聘请熟习中外语言文字的洋师，教习英、法两国语言文字、算法、画法，其目的就是重在学造西洋机器以成轮船，俾中国得转相授受，为永远之利，非如雇、买轮船之徒取济一时可比。并且，在学习掌握造船技术时，还学习掌握驾船技术。它不仅制造了我国近代第一批船舰，而且为近代中国培养了最早的一批近代经济和军事建设人才。
3.在大胆引进技术设备和人员时，坚持以我为主的独立自主原则。左宗棠在拟订设厂造船计划时，十分重视引进外国机器设备，科学知识和工程技术人员。这种既大胆引进，给予外国技术人员必要的职权，更坚持以我为主的精神，不仅是福州船政局取得成就的重要原因之一，也是开放引进必须注意和坚持的重要原则。
1866年12月23日，左宗棠创办的福州船政局在福州马尾正式动工兴建。30日，清政府发布上谕，批准了这个计划。1867年1月18日，马尾镇边旌旗招展，简易工棚中叮叮当当的铁锤声宣告了一项伟大工程的开工。同年8月，基建工程大体完工。
1868年8月，船厂落成。中国第一个规模宏大、设备较好的近代官办军用造船企业随之拔地而起！这之后，几经扩建，规模不断增大，计有大小建筑80余所，技工生徒2600余人，成为中国第一个新式造船厂，也是当时远东最大的造船厂之一。这座船厂后来被人们称为“福建船政局”或“马尾船政局”。
1869年6月10日，福建船政局制造的第一艘轮船“万年青”号下水。该轮为木质兵轮，排水量1370吨，航速10节。这时的左宗棠正在甘肃与回民起义军作战，听到这个消息，他异常兴奋，立刻写信给沈葆桢以表示祝贺。他说：“以中国人的聪明才智，兼收西方科技之长，不用十年，我国的海防形势就可以大为改观，鸦片之患可除，国耻可洗！”
后来，福建船政局在经费、人事等方面遇到了新的困难，清政府中的封建顽固派乘机起哄。
诚然，左宗棠为这一军工企业的诞生耗费了巨大的精力。在后来的日子里，他又为这一企业的成长与发展作出了艰辛的努力。
福建船政局自创立之后，前后存在了33年，共制造“兵轮”32艘，有木质炮艇，也有钢肋木壳舰，还有钢甲舰。福建船政局成为中国近代海军舰船的重要来源之一，为中国的海防近代化作出了可贵的贡献。
